電鍍基本知識

1、電鍍基本知識介紹電鍍基本知識介紹1 D# r) g, y% w4 w+ n, + M4 B. M9 r# s! P) v" M  B1 V" ?0 y9 a1        電鍍基本原理0 K( f6 U5 R. W4 K# x- B: 電鍍是一種電化學過程也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極金屬板作為陽極接直流電源后在零件上沉積出所需的鍍層。) d, U6 d# v% i4 K2 w    例如鍍鎳時陰極為待鍍零件陽極為純鎳板在陰陽極分別發(fā)生如下反應"

2、; O. C& i+ P0 X$ D, ?陰極(鍍件)Ni2+2eNi  (主反應)! 1 ?* 6 E' a' K8 e( r:            2H+eH2 (副反應)# e; M  V' Q8 z  C1 o0 t+ h$ F6 d陽極(鎳板)Ni 2eNi2+ (主反應): v. l1 u" , c) V  V       

3、60;  4OH-4e2H2O+O2+4e (副反應)9 Y) e( W% V2    不是所有的金屬離子都能從水溶液中沉積出來如果陰極上氫離子還原為氫的副反應占主要地位則金屬離子難以在陰極上析出。根據(jù)實驗金屬離子自水溶液中電沉積的可能性可從元素周期表中得到一定的規(guī)律如表1.1所示4 % y( B+ Z6 v    陽極分為可溶性陽極和不溶性陽極大多數(shù)陽極為與鍍層相對應的可溶性陽極如鍍鋅為鋅陽極鍍銀為銀陽極鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽極。但是少數(shù)電鍍由于陽極溶解困難使用不溶性陽極如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽極。鍍液主鹽離子靠添加配制

4、好的標準含金溶液來補充。鍍鉻陽極使用純鉛鉛-錫合金鉛-銻合金等不溶性陽極。" ( S2 D; Y' F9 k2        電鍍基本工藝及各工序的作用- D6 j. c8 n" m  e4 Y21 基本工序6 E# F* L- O5 O: J2 k  r(磨光拋光)上掛脫脂除油水洗(電解拋光或化學拋光)酸洗活化(預鍍)電鍍水洗(后處理)水洗干燥下掛檢驗包裝9 |6 X; q; A! ! I- K0 v+ I5 E22 各工序的作用3 9 o5 5 _9 q+ G- V+ a 前處理施鍍

5、前的所有工序稱為前處理其目的是修整工件表面除掉工件表面的油脂銹皮氧化膜等為后續(xù)鍍層的沉積提供所需的電鍍表面。前處理主要影響到外觀，結(jié)合力據(jù)統(tǒng)計60%的電鍍不良品是由前處理不良造成所以前處理在電鍍工藝中占有相當重要的地位。在電鍍技朮發(fā)達的國家非常重視前處理工序前處理工序占整個電鍍工藝的一半或以上因而能得到表面狀況很好的鍍層和極大地降低不良率。0 N0 5 k: & e1 - O& r0 B" Y3 l      噴砂  除去零件表面的銹蝕焊渣積碳舊油漆層和其它干燥的油污除去鑄件鍛件或熱處理后零件表面的型砂和氧化

6、皮除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕降低零件表明的粗糙度以提高油漆和其它涂層的附著力使零件呈漫反射的消光狀態(tài)2 Q4 s# U1 H6 + E: B& b( t5 j磨光  除掉零件表明的毛刺銹蝕劃痕焊縫焊瘤砂眼氧化皮等各種宏觀缺陷以提高零件的平整度和電鍍質(zhì)量。5 ?# # K/ F. 9 |9 U8 O  Z% % n拋光  拋光的目的是進一步降低零件表面的粗糙度獲得光亮的外觀。有機械拋光化學拋光電化學拋光等方式。) o: 6 P) D/ o' d3 _. j脫脂除油  除掉工件表面油脂。有有機溶劑

7、除油化學除油電化學除油擦拭除油滾筒除油等手段。- a1 U; T* X2 j酸洗  除掉工件表面銹和氧化膜。有化學酸洗和電化學酸洗。- _, 0 % u( i3 j8 w6 N3 E* x2.2.2 電鍍- I0 - R4 O, L  M" V+ m4 Q     在工件表面得到所需鍍層是電鍍加工的核心工序此工序工藝的優(yōu)劣直接影響到鍍層的各種性能。此工序中對鍍層有重要影響的因素主要有以下幾個方面8 j, I$ y2 P! z2.2.2.1主鹽體系% E% # Z1 O2   N. j0

8、 f      每一鍍種都會發(fā)展出多種主鹽體系及與之相配套的添加劑體系。如鍍鋅有氰化鍍鋅鋅酸鹽鍍鋅氯化物鍍鋅(或稱為鉀鹽鍍鋅)氨鹽鍍鋅硫酸鹽鍍鋅等體系。+ x6 o7 s- 6 N. 5 k每一體系都有自己的優(yōu)缺點如氰化鍍鋅液分散能力和深度能力好鍍層結(jié)晶細致與基體結(jié)合力好耐蝕性好工藝范圍寬鍍液穩(wěn)定易操作對雜質(zhì)不太敏感等優(yōu)點。但是劇毒嚴重污染環(huán)境。氯化物鍍鋅液是不含絡(luò)合劑的單鹽鍍液廢水極易處理鍍層的光亮性和整平性優(yōu)于其它體系電流效率高沉積速度快氫過電位低的鋼材如高碳鋼鑄件鍛件等容易施鍍。但是由于氯離子的弱酸性對設(shè)備有一定的腐蝕性一方面會對設(shè)備造成一定的腐蝕

9、另一方面此類鍍液不適應需加輔助陽極的深孔或管狀零件。. L+ T. I* U% 7 r  F2.2.2.2添加劑9 x5 c  x* ?1 G# h' 1 ; p     添加劑包括光澤劑，穩(wěn)定劑，柔軟劑，潤濕劑低區(qū)走位劑等。光澤劑又分為主光澤劑載體光亮劑和輔助光澤劑等。對于同一主鹽體系使用不同廠商制作的添加劑所得鍍層在質(zhì)量上有很大差別?？傮w而言歐美和日本等發(fā)達國家的添加劑最好臺灣次之大陸產(chǎn)的相對而言比前兩類都遜色。- f$ h0 n* X/ D     主鹽與具體某

10、一廠商的添加劑的聯(lián)合決定了使用的鍍液的整體性能。優(yōu)秀的添加劑能彌補主鹽某些性能的不足。如優(yōu)秀的氯化物鍍鋅添加劑與氯化物主鹽配合得到的鍍液深鍍能力比許多氰化鍍鋅鍍液的深度能力好。( Z; s1 G* / X: y, c% y2.2.2.3 電鍍設(shè)備- Y) R# X+ A! ' p（1）        掛具方形掛具與方形鍍槽配合使用圓形掛具與圓形鍍槽配合使用。 圓  + N9 R- " J1 X$ v. h形鍍槽和掛具更有利于保證電流分布均勻方形掛具則需在掛具周圍加設(shè)諸如鐵絲網(wǎng)之類的分散電流裝置或縮短兩側(cè)陽極板的長度使

11、用如圖所示的橢圓形陽極排布。0 9 l, H1 q# R1 4 s" G, U- l; U2 G% F" & S' A, |; e2 F- P（2）        攪拌裝置促進溶液流動使溶液狀態(tài)分布均勻消除氣泡在工件表面的   D  Z5 + Q+ i4 ! 7 G停留。8 C# S) g$ & m0 l（3）        電源   直流穩(wěn)定性好波紋系數(shù)小。6 z! Q7 k) / U  0

12、 0 W2.2.3 后處理7 m, X. Y  T4 e8 U* o    電鍍后對鍍層進行各種處理以增強鍍層的各種性能如耐蝕性抗變色能力可焊性等。& r9 j' J% ?* I& x# b" Q. A    脫水處理  水中添加脫水劑如鍍亮鎳后處理3 i( N9 Z4 w( C' 8     鈍化處理      提高鍍層耐蝕性如鍍鋅0 / V4 b8 q" G7 C9 W# F   

13、 防變色處理水中添加防變色藥劑如鍍銀- d3 w$ B: - U$ y' g4 v- |8 ( y) ' ; N    提高可焊性處理如鍍錫$ p& t, N4 a. + S2 P( l" H因此后處理工藝的優(yōu)劣直接影響到鍍層這些功能的好壞。% W" X) o- f. h! K6 P# P: z" O1 M3. 電鍍的分類  % 0 f% g, V6 n1 i8 |# i1 S3.1按鍍層組成分0 q- g1 n0 # i3 Q$ E) Q( Y2 p單金屬電鍍(應用較廣的鍍層有鋅鎘銅鉻錫鎳金銀等)6

14、 K1 d$ V9 R/ E. k                       二元合金電鍍(常用的有錫-鉛合金鋅-鎳鋅-鈷銅-錫等)/ a0 a. t% |. x+ D2 P合金電鍍       三元合金電鍍(常用的有銅-錫-鋅鋅-鎳-鐵等)( i8 ?9 ; |3 N5 X           多元合金電鍍(基本處

15、于研究階段)0 l( I- l. x+ V9 n: s復合電沉積 (電鍍層中嵌入固體顆粒形成復合鍍層)+ A5 U1 b# ; w) u* s2 d1 p! 3 h0 h/ r3.2 按獲取鍍層方式分: j5 ) K# f* d5 F1 ) ( I7 Z& x& B5 d# p6 o9 R/ u6 T" j                              

16、60;       掛鍍(Rack Plating)" 7 + " G7 Y- ) J&                  常規(guī)電鍍           , o" Q4 k6 K: t+ r.              

17、                     滾鍍(Barrel Plating) K  Y4 u! z. R3 l                 電刷鍍/ R2 D3 i- V% S/ u7 Z$ g" i: Z  ) R1 C; ; q4 G8 U+ S   

18、;              脈沖電鍍" n  / v. J5 O; Z5 U. j0 q7 g3 p+ X! c3 R& M& u                 電鑄7 m1 d' j' s! d- # m+ B            

19、;     裝飾性電鍍?nèi)珏兘疱冦y銅鎳裝飾鉻電鍍! h1 Q& X7 E- u  W# i9 z! Q! P. J/ T+ G( F" K3 t                                     防護性電鍍?nèi)珏冧\3 b2 / o, z( g/ r2 G$ N5

20、R% e+ w' |+ 3 O                                     耐磨性電鍍?nèi)珏冇层t9 l0 C. v3 h- ?% Q' 2 2 l- $ 8 D1 t2 # P8 ; t5 g0 t              &

21、#160;  功能性電鍍          提高可焊性電鍍?nèi)珏冨a6 - G3 L1 K: k: T                                     ( r4 u5 G( H" 7 n% M      

22、60;                         增強導電性如鍍銀鍍金* R3 R2 Y3 q# - o2 s                                    

23、.% u' o# A. I+ D/ f4        電鍍在表面處理技術(shù)領(lǐng)域的地位0 Z+ / v1 c3 Y6 f4.1 表面處理的方式和手段" P  r' r7 + n$ r, c(   A# ?% 3 f" V         電鍍(電沉積)" T# b9 X1 w- d/ c# c' m# q            

24、;                                       3 c) k& H/ D0 t                         &

25、#160;陽極氧化(鋁鎂鈦及它們的合金)5 G0 r0 j. g8 x) W4 Y9 T                                   化學氧化(鋁及其合金鋼鐵)8 q. J8 P$ U# I           電化學及化學轉(zhuǎn)化   &

26、#160;      鉻酸鹽處理(鋼鐵上的鋅鉻鍍層鋁鎂銅)4 L6 j* 0 D' w' B                                   磷酸鹽處理(磷化)         " w5 g6 d  X6

27、 - z3 A0 T* z           % G8 P8 P* r( K' S2 D% O# w                          ) u+ m2   c(          熱浸鍍(常用的有熱浸鋅錫鋁鉛) & l. p4

28、 I) w$ / x! 9 : t* K: Z! A                                   火焰噴涂, 7 E" ?" s; h) I/ Q                   &

29、#160;氣噴涂               , n% ?; r3 r9 y: # 6 X                                   爆炸噴涂3 F; R' e/ H7 7 a2 P     &#

30、160; 熱噴涂                      電弧噴涂; E! O9 S1 k! |- o" N! ) P                    電噴涂         等離子噴涂# R6 y* C; ( n! o  

31、0;                                高頻感應噴涂* L2 x' R) , n6 - d' h8 6 O- q  y, o, I. ?0 F5 d2 ! E                  &

32、#160;    橡膠涂層7 g  3 F$ 2 r3 p+ s        非金屬涂覆     塑料涂層" * ' G3 J- 9 z7 p' J                    油漆涂層+ H$ X0 c% 9 $ M0 : ?  c3 p- X9 G

33、3 c                                    ! ' M- z( f) % C  ,                        滲鍍&#

34、160; . a5 A+ c3 a/ S8 o2 F9 z  u                    化學氣象沉積) R7 D1 C/ t9 i  ?       擴散涂鍍       真空鍍膜6 ( ?4 X7 d  ?% y* m        

35、0;           包鍍  v! u7 K% s( + Z" n0 I4 b7 n       達克羅(Dacromet浸入鋅鋁鋅鉻漿液中形成涂層然后烘烤干燥)- z8 * S4 s! f* D3 O% F( k$ g. L4.2 電鍍的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢       ; c$ J  o( A& M. n: v電鍍由于工藝和技朮成熟在金屬精飾中按噸位計占加工的首位。電鍍的發(fā)展分

36、三個時期第一時期為改善光澤或耐蝕性第二時期為因勞力不足而邁向勝利化自動化第三時期為減輕公害問題。電鍍不可避免帶來環(huán)境污染問題隨著其它污染小的新技朮的發(fā)展電鍍使用范圍正面臨著逐漸被壓縮的威協(xié)。另一方面電鍍本身也正在大力開發(fā)污染小新工藝同時開發(fā)能獲取新功能鍍層的工藝以拓展自身的生存空間。* z6 Y5 a* m! k: O( 5 5        新產(chǎn)品開發(fā)段表面處理的工作內(nèi)容( C- ! N& B: B, T: F# 2 p5.1根據(jù)產(chǎn)品的用途和功能確定合適的表面處理方式。/ 9 V% r+ B  F7 進行表面處理前需弄清使用

37、材料，材料金屬學狀態(tài)，材料的表面狀態(tài)鍍層厚度耐蝕性要求外觀要求每個電鍍面的等級鍍層檢驗規(guī)范等。以上內(nèi)容確定后才能確定合適表面處理方式和具體工藝。同為一種電鍍由于材料的種類表面狀態(tài)金屬學狀態(tài)不同所采取的工藝會有很大的不同如鈦材上鍍銀與普通鋼材鍍銀工藝上的區(qū)別8 D) 7 + m6 . G: 3 Z5 j對鋼材除油活化(鹽酸)鍍銅鍍鎳預鍍銀鍍銀* s8 N% + t. ; Y5 p" A3 w' o對鈦材除油浸蝕(含氟化物的溶液)活化預鍍銀鍍銀6 Q" y. o3 7 x5.2 尋找合適的供貨商(針對NWE現(xiàn)有狀況而言)" l  i4 a&

38、quot; P- z5 I& / x0 Q7 R3 b基于NWE沒有自己的表面處理部門尋找到合適供貨商對NWE產(chǎn)品的表面處理至關(guān)重要是現(xiàn)階段所有表面處理工作重心和核心。0 s; Y( D5 m9 # B! ' v+ _5.3 供貨商的管控和輔導(針對NWE現(xiàn)有狀況而言)6 d1 R3 F- N5 Q. q# s" Q    由委外加工單位組織產(chǎn)工和品保派相關(guān)技朮工程師參與。; . P3 p; r7 O0 H! g1 0 F* q; e; t; N0 ( c6表面處理外協(xié)商的尋找和管控) ( |) a0 t. y$ C0 t61 部分表面處理外協(xié)商介

39、紹& g2 7 S+ a' k! N  w; & E7 G4 2 ( i62 常見工藝和品質(zhì)管控手段5 U0 E6 & g) % G* 8 i. S        管控手段        管控內(nèi)容        常用儀器9 R/ h5 - & h4 L( p) Z! R" W5 h  d9 ( / j) b7 k5 p8 5 e1 a3 ) ?# U2 P* j; c1 V: l4 O,

40、 v* r, P# v. 工藝管控        *化學分析        鍍液主鹽濃度酸堿度        滴定管滴定架標準液指示劑0 D+ r+ w8 Q6 I' J) 6 n7 b! N        *安時計荷氏槽        添加劑        安時計荷氏槽  k& 4 : U) A+ f 

41、60;     電導率測試        雜質(zhì)濃度        電導率測試儀% Z' " A# / t/ ?' K        *pH值測試        酸堿度        pH值測試儀pH試紙7 I+ n) n4 Y/ T& Z5 & U        波美度測試   

42、;     鍍金鍍鉻酸性鍍銅主鹽濃度        波美度測試4 D' D" P, , . |8 D1 U        *溫度測試        鍍液溫度        溫度計$ E) U0 j# E* s; n" K: a& b" E7 B9 l2 j! |3 a) 8 Y+ n5 ( D) _9 m" ; # g( H' i$ O 

43、60;u/ i7 B" y8 n3 h# 6 L$ h% J! i; t* % 5 o0 j8 p/ # z! Y+ i* 7 j3 o" n( o* s2 E$ B. |# I0 a" b" W7 o品質(zhì)管控        *厚度測試        鍍層厚度        X-RAY 厚度測試儀電解式測厚儀金相顯微鏡渦流測厚儀磁性測厚儀計時液流測厚儀射線反向散射測厚儀- K' T  X) m; L7 J.

44、f1 w         耐蝕性測試        鍍層耐蝕性        鹽霧試驗箱(中性鹽霧試驗醋酸鹽霧試驗銅加速鹽霧試驗等)潮濕試驗箱戶外暴曬實驗場電解腐蝕試驗儀二氧化硫腐蝕實驗箱硫化氫腐蝕試驗箱腐蝕膏。5 S2 R$ k& Q. N- _; j8 _        *結(jié)合力檢驗        鍍層與基體鍍層與鍍層之間的集合力        刃口為30度銳角的硬質(zhì)劃刀粗齒扁銼高溫烘箱。7 J( c6 I4 _  ?9 G# #   z: t" n        可焊性檢驗        鍍層可焊性        松香異丙醇焊料  y1 h% P; F8 h4 q. O, y4 t4 A      &#